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第5章牛顿运动定律

第1节牛顿第一运动定律

核心素养目标

物理观念

（1）知道伽利略理想实验及推理方法。

（2）理解牛顿第一运动定律的内容和含义。

（3）知道质量是物体惯性大小的量度

科学思维

（1）能对牛顿第一运动定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻理解。

（2）能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度，会解释有关的惯性现象

科学态度与责任

（1）了解牛顿第一运动定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养严谨的科学态度。

（2）体会伽利略的实验加推理的科学研究方法

知识点一力与运动的关系

1.历史的回顾

代表人物

主要观点

亚里士多德

有外力的作用物体才能运动，要维持物体的运动就需要

伽利略

物体的运动不需要来维持

笛卡儿

如果没有其他原因，运动的物体将继续以原来的速度沿运动

2.力与运动的关系：力可以改变物体的。

知识点二牛顿第一运动定律及其意义

1.内容：一切物体总保持或状态，除非有迫使它改变这种状态。

2.意义

（1）指出了物体（或所受合外力为零）时的运动状态是静止或匀速直线运动状态。

（2）指出了一切物体都具有保持原有运动状态的性质。

（3）明确了力的作用效果，即力是物体运动状态的原因。

3.惯性

（1）定义：任何物体都有保持或状态不变的属性。

（2）大小：是描述物体惯性大小的物理量。物体的质量大，惯性大；质量小，惯性小。

（3）惯性的大小体现在改变的难易程度上，和物体是否受力、是否运动。

【情景思辨】

打水漂是人类最古老的游戏之一（如图），仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力水平飞出，瓦片擦着水面飞行，瓦片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉。

（1）飞出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大。（）

（2）飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大。（）

（3）飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大。（）

（4）瓦片的质量越大，惯性一定越大。（）

要点一对伽利略理想实验的理解

1.理想实验

理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如下所示。

（1）操作过程：让小球沿光滑的斜面从左侧某一高度滚下。

（2）实验现象：无论右侧斜面坡度如何，它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。

（3）实验结论：斜面的倾角越小，小球运动到同一高度所经历的路程越远，当斜面倾角逐渐减小到0时，右侧变为水平面，小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。

2.理想实验的意义

（1）伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。

（2）伽利略的理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。

【典例1】（多选）伽利略根据“对接斜面实验”提出，“任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可保持不变，不过这是只能在水平面上发生的一种情形。”其实，伽利略的表述中有明确的“原惯性”的缺陷；他还把重力看作物体固有的力，把它排除在外力之列。下列说法正确的是（）

A.“重力与质量都是物体内在的属性”的这一说法是正确的

B.伽利略根据如图所示的实验结论，定义了速度的概念

C.笛卡尔提出运动物体没有外力的作用时，将继续以同一速度沿同一直线运动

D.牛顿总结出速度变化快慢与外力间的定量关系

尝试解答

1.伽利略的理想实验证明了（）

A.要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止

B.要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体将运动

C.物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D.运动不需要力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态

2.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀加速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，在当时的年代，由于加速度增大而导致时间无法精确测定，于是他对增大倾角情况进行了合理的推理，由此得出的结论是（）

A.自由落体运动是一种匀加速直线运动

B.力是使物体产生加速度的原因

C.运动不需要力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态

D.物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性

要点二对牛顿第一运动定律的理解

【探究】

如图所示，在冰壶比赛中，运动员为了使冰壶到达某一固定位置，会给冰壶一个速度，当速度略小时，队员会用力摩擦冰壶前进的路线，使其更加光滑，这样冰壶就可以滑得“